Sublimación: conceptos, procesos y ejemplos

Estas sublimación Es un desarrollo termodinámico en el que el estado endotérmico se convierte de manera directa de sólido de gas sin precisar conformar primero un líquido. Un ejemplo destacable de este proceso es el hielo seco, que cambia de manera directa de un estado sólido a un estado gaseoso en el momento en que se muestra a la luz del sol o se sumerge en un líquido.

El accionar de un sólido en condiciones normales es calentarse y hacer la primera gota en la que se disuelven más partículas sólidas hasta que se funden por completo. Al mismo tiempo, se crea una burbuja a lo largo del proceso de sublimación, un vapor gradual que no humedece la área afectada, sino se asienta o cristaliza inmediatamente.

Un caso de muestra hipotético de la sublimación de un sólido naranja. Fuente: Gabriel Bolivar.

El contenido descrito en el párrafo anterior se expone en la imagen de arriba. Por poner un ejemplo, suponga que una mezcla de color naranja sólido (izquierda) empieza a aumentar su energía al aumentar la temperatura. El componente colorado se sublima y luego se deposita en el fondo del recipiente colector, que tiene una temperatura mucho más baja por el hecho de que contiene cubitos de hielo.

Conforme la área fría del recipiente (a la derecha) absorbe su temperatura, se depositan cristales triangulares o colorados; aun si no son perceptibles, la absorción de calor hará que sus cubitos de hielo sean más pequeños. El sólido restante tiene dentro componentes amarillos que no se pueden sublimar en las condiciones del desarrollo.

Término de sublimación

tratar

Se dijo que la sublimación es una especie de cambio de estado endotérmico en el que tiene que absorber calor para que ocurra. En el momento en que un cuerpo sólido absorbe calor, su energía incrementa, por lo que sus partículas también vibran a una frecuencia mucho más alta.

Cuando estas vibraciones se vuelven muy fuertes, acaban afectando las relaciones intermoleculares (enlaces no covalentes); así que tarde o temprano estas partículas se alejarán unas de otras hasta el momento en que logren fluir y desplazarse más libremente en el espacio.

En algunos sólidos, la vibración es tan fuerte que ciertas partículas se muestran fuera de la composición en lugar de sumarse en conjuntos móviles inteligentes que definen las gotas. Estas partículas escapan y entran en la primera "burbuja", que en su rincón formaría el primer vapor de sólidos sublimados.

Por tanto, no estamos hablando del punto de fusión, sino más bien del punto de sublimación. Si bien los dos dependen de la presión sobre el sólido, el punto de sublimación es aún más fuerte, con lo que su temperatura cambia drásticamente con los cambios de presión (lo mismo ocurre con el punto de ebullición).

De la composición sólida al caos gaseoso

Con la sublimación, ciertos dicen que la entropía del sistema incrementa. El estado energético de las partículas cambia desde la restricción por su posición fija en la composición sólida hasta la homogeneización en su dirección irregular y embrollada en un estado gaseoso mucho más uniforme, donde por último reciben energía cinética media.

Diagrama de fases y punto triple

El punto de sublimación es dependiente de la presión; en caso contrario, las partículas sólidas absorben calor y no afloran del espacio exterior al sólido, sino forman gotas. No se sublimará, pero se derretirá o se fundirá como es costumbre.

Cuanto mayor sea la presión externa, menor va a ser la posibilidad de sublimación, ya que el sólido se ve obligado a fundirse.

Pero, ¿qué sólidos son sublimables y cuáles no? La contestación se puede encontrar en su diagrama de fase P vs T como se muestra a continuación:

Adopte el diagrama de fases de la materia. Fuente: Gabriel Bolivar.

Primero debemos ver el punto triple y pasar por la parte de abajo: la parte que separa los estados sólido y gaseoso. Tenga en cuenta que debe existir una caída de presión para la sublimación en la región sólida (no necesariamente a 1 atmósfera, nuestra presión atmosférica). A una presión de 1 atmósfera, se piensa que la sustancia se sublima a la temperatura que Ts anotó K.

Cuanto mucho más larga y horizontal sea la sección transversal o curva bajo el punto triple, mayor será la capacidad del sólido para sublimarse a diferentes temperaturas; sin embargo, si es bastante menos de 1 atmósfera, se requiere un prominente vacío para conseguir la sublimación, reduciendo así la presión (por servirnos de un ejemplo, 0,0001 presión atmosférica).

condiciones

Si el punto triple es mil ocasiones mucho más bajo que la presión atmosférica, el sólido jamás se sublimará (sin mencionar su sensibilidad a la descomposición térmica) aun bajo ultravacío.

Si este no es la situacion, la sublimación se realiza a través de calentamiento moderado y succión del sólido para hacer más simple el escape de las partículas sin la necesidad de absorber bastante calor.

La sublimación se regresa muy importante en sólidos con alta presión de vapor, esto es, la presión interna refleja la eficacia de su interacción. Cuanto mayor sea su presión de vapor, más fragante y sublime es.

Ejemplo

Limpieza de sólidos

La imagen del sólido naranja y su sublimable componente rojizo es un ejemplo de cuando la sublimación representa la purificación del sólido. El triángulo rojo se puede volver a sublimar en tantas ocasiones como sea preciso hasta el momento en que se garantice un prominente nivel de pureza.

Esta técnica se usa principalmente para sólidos aromatizados. Por ejemplo: alcanfor, cafeína, benjuí y mentol.

Otros sólidos que pueden sublimarse son: yodo, hielo (a gran altura), teobromina (del chocolate), sacarina, morfina y otras drogas, bases nitrogenadas y antraceno.

Síntesis cristalina

Volviendo al triángulo colorado, la sublimación es una alternativa a la cristalización usual; Los cristales ya no se sintetizan desde una solución, sino más bien mediante la deposición de vapor más controlable en una área fría donde los cristales de semillas tienen la posibilidad de estar convenientemente presentes para fomentar una morfología concreta.

Por poner un ejemplo, si tiene cuadrados rojos, el crecimiento de los cristales retendrá esa geometría y no deberían convertirse en triángulos. A lo largo de la sublimación, el cuadrado rojo se amplía gradualmente. Sin embargo, es un complejo complejo de operaciones y moléculas con muchas cambiantes.

Ejemplos de cristales sintetizados por sublimación son: carburo de silicio (SiC), grafito, arsénico, selenio, fósforo, nitruro de aluminio (AlN), sulfuro de cadmio (CdS), seleniuro de zinc (ZnSe), yoduro de mercurio (HgI).2), gráficos, etc.

Tenga en cuenta que estos son, de hecho, 2 fenómenos estrechamente relacionados: sublimación progresiva y deposición (o sublimación inversa); El vapor se desplaza desde el sólido a la región mucho más fría o la área y al final se precipita en forma de cristales.

Tema de interés

Ejemplos de sublimación.

referencia

  1. Wheaton, Davis, Peck y Stanley. (2008). Química. (8ª edición). Aprendiendo de Shengzhi.
  2. Wikipedia. (2019). Sublimación (cambio de fase). Restaurado por: de.wikipedia.org
  3. Jones, Andrew Zimmermann. (27 de enero de 2019). Sublimación. Logrado de: Thoughtco.com
  4. Sheila Morrissey. (2019). ¿Qué es la sublimación química? ¿Una suerte de? ? ? ? Definiciones, procedimientos y ejemplos. Aprender. Obtenido de: study.com
  5. Elsevier BV (2019). Método de sublimación. Ciencia a través. Conseguido de: sciencedirect.com

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